天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船实现成功对接

赵金才

[本刊讯]继2016年9月15日中国第一个完全意义上的空间实验室——天宫二号成功飞向太空之后，按照中国载人航天工程“三步走”第二步第二阶段空间实验室建设的目标和任务计划，10月17日在酒泉卫星发射中心，搭载两名航天员的神舟十一号载人飞船由长征二号F遥十一运载火箭发射升空，发射取得圆满成功。

成功发射入轨的天宫二号空间实验室，在离地球近400公里的近地轨道上绕地球飞行。这个长10米、最大直径3米多，重约8吨的人造航天器，是供航天员居住的“太空之家”。天宫二号搭载了综合材料实验装置、宽波段成像光谱仪、液桥热毛细对流实验装置、“天极”伽马暴偏振探测仪、高等植物培养箱、空间环境监测及物理探测分系统、超高精度空间冷原子钟、三维成像微波高度计、量子密钥分配专项载荷等多个科学装置。

“天宫二号”在轨飞行期间，发射了一颗微纳卫星伴随飞行。这颗小型化、轻量化、功能密度高的伴飞卫星携带高分辨率、全画幅的可见光与红外相机等多个实验载荷，变轨能力较强，具有开展空间任务的灵活性与机动性。作为“天宫二号”试验任务的一部分，伴飞卫星在轨任务期间开展对空间组合体的伴飞、飞跃观测以及多平台空间协同等试验，为主航天器的技术试验提供支持，并进行多项新技术的试验，拓展空间技术应用。

10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号完成自动交会对接。航天员景海鹏和陈冬入驻天宫二号空间实验室。两个航天器的交会对接分四步执行：第一步，飞船入轨后，经历5次变轨，到达与天宫二号相同的393公里高的轨道。第二步，航天员回到返回舱，关严返回舱与轨道舱之间的舱门。第三步，飞船在对接之前进行4次停泊——分别为两者相距5公里、400米、120米和30米时。第四步，在30米停靠站，飞船的捕获锁伸出，卡在天宫二号的卡板器里，与其建立初步连接。之后，捕获锁往回慢慢收缩，将两者拉近。当对接环完全对上时，对接环里的12把钩锁紧紧钩在一起，完成对接。

按照飞行任务计划，神舟十一号与天宫二号自动交会对接形成组合体，组合体在轨飞行30天。其间，航天员将按照飞行手册、操作指南和地面指令进行工作和生活，按计划开展有关科学实验。完成组合体飞行后，神舟十一号撤离天宫二号，并于1天内返回至着陆场，天宫二号转入独立运行模式。

與此前实施的7次交会对接相比，此次的空间交会对接有三大不同。第一是轨道高度的提升，天宫二号与神舟十一号的交会对接在距离地面393公里的轨道上进行，比之前交会对接的轨道提高了50公里，与未来我国空间站运行的轨道高度基本相同。第二是神舟飞船由被“动变”变为“主动”。飞船主动发光，天宫二号将光进行“反射”，神舟十一号主动捕获天宫二号。在两个航天器交会对接完成后以组合体飞行时，天宫二号成为这个“新组合”的主导者，掌握所有的控制权。第三是“对接天眼”——光学成像敏感器（CRDS）的全面升级。CRDS的太阳杂光抑制能力和识别目标能力有大幅提升，首次捕获时间由原来的十秒左右缩短到一秒以内。

此次神舟十一号载人飞船承担三项职责：一是为天宫二号空间实验室在轨运营提供人员和物资天地往返运输服务，考核验证空间站运行轨道的交会对接和载人飞船返回技术。二是与天宫二号空间实验室对接形成组合体，实现航天员的中期驻留，考核组合体对航天员生活、工作和健康的保障能力，以及航天员执行飞行任务的能力。三是开展有人参与的航天医学实验、空间科学实验、在轨维修等技术试验，以及科普活动。此次任务的顺利完成为我国航天事业发展树立了新的里程碑。

在中国载人航天“三步走”计划中，要建设一个基本型空间站，大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个可用于实验的其他舱，总重量在100吨以下。其中，核心舱需长期有人驻守，能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接。只有具备20吨以上运载能力的火箭，才能满足核心舱的发射要求。11月3日20时43分，中国最大推力新一代运载火箭长征五号在海南文昌航天发射场点火升空，该火箭的低轨运载能力达到25吨。成功发射的长征五号运载火箭，将进一步加快中国空间站的建设步伐。